测量系统、定桩设置辅助方法、存储介质与流程

1.本公开涉及测量系统、定桩设置(staking)辅助方法、存储定桩设置辅助程序的存储介质。


背景技术：

2.在土木工程中，为了表示通过挖土、填土而完成的边坡(以下称为规划边坡。)的倾斜，在开始挖土的位置(挖土肩)、开始填土的位置(填土脚)设置有斜式定桩装置。
3.例如专利文献1所示，斜式定桩装置在地面竖立设置2根立桩，在该立桩上架设沿水平方向延伸的横杆，在该横杆设置有沿设计边坡延伸的斜杆。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2004-238804号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.然而，根据设置的位置、与边坡的位置关系，斜式定桩装置要设置的斜杆的位置、朝向不同。如果是熟练的作业人员，能够容易判断这些，但近年建筑业界因人手不足、老龄化而缺乏熟练的作业人员。因此，需求即使是无经验人员、新手也能够容易地熟练进行现场作业的测量系统。
9.如上所述，本公开的目的在于提供测量系统、定桩设置辅助方法、定桩设置辅助程序，即使在设置斜式定桩装置的位置、与边坡的位置关系多种多样的现场，能够容易判断要设置的斜定桩的斜杆的位置、朝向。
10.用于解决课题的手段
11.为了达成上述目的，本公开的测量系统，具备测量装置和终端装置，对具有立桩、横杆、斜杆的定桩装置的设置进行辅助，具备：设计信息获取部，获取包括设计边坡的设计信息；测量信息获取部，将测量装置得到的测量信息发送至终端装置；现况推测部，按照终端装置接收到的测量信息，计算现况地面的推测标高；交点计算部，使用现况地面的推测标高和包括设计边坡的设计信息，计算现况地面与设计边坡的交点的坐标；定桩形状决定部，使用测量信息和交点的坐标，决定要设置的定桩的形状；以及定桩形状传递部，由终端装置对定桩形状决定部所决定的定桩的形状进行传递。
12.另外，为了达成上述目的，本公开的定桩设置方法，使用具备测量装置和终端装置的测量系统，对具有立桩、横杆、斜杆的定桩装置的设置进行辅助，包括：设计信息获取工序，设计信息获取部获取包括设计边坡的设计信息；测量工序，测量装置进行测量；测量信息获取工序，测量装置将测量工序中的测量信息发送至终端装置；现况推测工序，现况推测部按照在测量信息获取工序中接收到的测量信息，计算现况地面的推测标高；交点计算工序，交点计算部使用现况地面的推测标高和包括设计边坡的设计信息，计算现况地面与设
计边坡的交点的坐标；定桩形状决定工序，定桩形状决定部使用测量信息和交点的坐标，决定要设置的定桩的形状；以及定桩形状传递工序，定桩形状传递部通过终端装置对在定桩形状决定工序中决定的定桩的形状进行传递。
13.另外，为了达成上述目的，本公开的存储有定桩设置辅助程序的存储介质，定桩设置辅助程序使用具备测量装置和终端装置的测量系统，对具有立桩、横杆、斜杆的定桩装置的设置进行辅助，该定桩设置辅助程序用于使计算机执行：设计信息获取步骤，设计信息获取部获取包括设计边坡的设计信息；测量步骤，测量装置进行测量；测量信息获取步骤，测量装置将测量步骤中的测量信息发送至终端装置；现况推测步骤，现况推测部按照在测量信息获取步骤中接收到的测量信息，计算现况地面的推测标高；交点计算步骤，交点计算部使用现况地面的推测标高和包括设计边坡的设计信息，计算现况地面与设计边坡的交点的坐标；定桩形状决定步骤，定桩形状决定部使用测量信息和交点的坐标，决定要设置的定桩的形状；以及定桩形状传递步骤，定桩形状传递部通过终端装置对在定桩形状决定步骤中决定的定桩的形状进行传递。
14.发明效果
15.根据本公开，即使在使用由作业人员得到的测量信息和设计信息，设置斜式定桩装置的位置、与边坡的位置关系多种多样的现场，也能够进行辅助从而能够容易地判断要设置的斜杆的位置和朝向等、要设置哪种斜式定桩装置。
附图说明
16.图1是用于对设置定桩的作业的概要进行说明的图。
17.图2是表示本公开的实施方式的测量系统的结构的图。
18.图3是表示定桩的形状的决定过程的图。
19.图4是说明使用本实施方式的测量系统的定桩设置辅助方法、定桩设置辅助程序的处理的流程的流程图。
20.图5是显示于终端装置的图像部的图像的一例。
21.附图标记说明
22.1 测量系统
23.2 作业人员
24.3 定桩装置
25.100 终端装置
26.110 终端处理部
27.120 终端存储部
28.121 设计信息获取部
29.122 测量信息获取部
30.123 现况推测部
31.124 交点计算部
32.130 终端通信部
33.140 输入部
34.150 画面部
35.200 测量装置
36.210 测量部
37.211 测距部
38.212 测角部
39.220 测量存储部
40.230 测量通信部
41.240 测量控制部
42.250 追踪控制部
43.300 被测量装置
44.gl 现况地面
45.sl 设计边坡
46.c 交点
具体实施方式
47.＜对于定桩＞
48.以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。图1是对定桩进行说明的图。图2是表示本公开的实施方式的测量系统的结构的图。
49.首先，使用图1对设置定桩的作业的概要进行说明。图1示意地表示包括要设置定桩的边坡的横截面，配置成读取该图所记载的文字的方向的状态的纸面上下方向为高度方向，纸面左右方向为包括边坡的横截面中的水平方向。在该图中，示出了表示实际的地面的线的实际地面g、要实施的土木建筑施工的设计线dl以及设计边坡sl。将设计线dl中尤其是表示设计边坡的斜线的线段设为设计边坡sl。对于设计边坡sl，将超出设计线dl而延长的线称为延长线esl。现况地面gl是表示标高的假想的地面线，该标高是通过测量而推测出的实际地面g的标高。示出了该现况地面gl与设计边坡sl的交点c。在本公开中，在称为现况地面gl与设计边坡sl的交点c时，包括现况地面gl与延长线esl的交点c。此外，为了与设计线dl区别而容易理解，实际地面g夸张地描绘得歪歪斜斜。在土木建筑施工中，设置定桩装置3，沿设计线dl以及sl，进行不需要的土的挖土以及不足的土的填土。
50.测量系统1具备作业人员2使用的终端装置100、测量装置200、被测量装置300。作业人员2使用具备这些结构的测量系统1来设置定桩装置3。
51.定桩装置3是斜定桩、斜式定桩，主要具备第一立桩10、第二立桩11、第一横杆12、第二横杆13、斜杆14。有时也并不一定需要2根横杆。第一横杆12、第二横杆13是分别与第一立桩10以及第二立桩11交叉，且跨过第一立桩10以及第二立桩11地设置的板状或柱状的木材。例如，设置在上侧的是第一横杆12，设置在下侧的是第二横杆13。此外，这些第一立桩10、第二立桩11、第一横杆12、第二横杆13、斜杆14的尺寸不需要统一。
52.定桩装置3的斜杆14表示设计出的边坡的朝向和倾斜，成为现场进行挖土或填土的基准。因此，定桩装置3被设置在适当的位置，使用测量系统1进行精密地测量。
53.测量装置200的一实施例例如为设置在已知的位置坐标上的全站仪(ts)等光波方式的测量仪器。所谓“ts等光波方式”是指，除了ts之外，还包括能够进行与具有自动追踪功能的ts同等的测定且不搭载望远镜的使用光波方式的测定仪器等。测量装置200自动追踪
作为目标的被测量装置300，能够对设置有目标的预定位置进行测量。被测量装置300具备使由测量装置200放射的光再次反射至测量装置200的光学元件，光学元件是所谓的回射棱镜。另外，被测量装置300可以是具备回射棱镜的已知长度的测量用杆。
54.此外，测量装置200和被测量装置300在物理上是分体的结构，但也可以实现通过协同工作来进行测量的功能，可以解释成被测量装置300作为一体而包括于测量装置200。
55.＜系统的结构＞
56.使用图2，对测量装置200和终端装置100进行说明。测量装置200经由被三脚架支撑的能够在水平方向上旋转驱动的水平旋转驱动部和在水平旋转驱动部上能够在铅垂方向上旋转的铅垂旋转驱动部而设置有望远镜部。虽然未图示，但在测量装置200上作为测角部212，设有检测水平方向的旋转角的水平角检测部和检测铅垂方向的旋转角的铅垂角检测部。通过这些水平角检测部以及铅垂角检测部，能够对准直的方向的铅垂角以及水平角进行测角。
57.再有，在测量装置200上，例如设有光波测距仪来作为测距部211测定到被测量装置300为止的倾斜距离。为了方便，将这些测角部212和测距部211合称为测量部210。
58.另外，测量装置200具有测量存储部220、测量通信部230、测量控制部240以及追踪控制部250。
59.测量存储部220预先存储有用于进行上述的测量控制、追踪控制等的各种程序、在建筑现场使用的土地的信息(标高等)和设计信息等。
60.测量通信部230是能够与终端装置100等外部仪器进行通信的部分，例如无线通信机构。
61.测量控制部240具有控制由测量装置200进行的测量的功能。具体来说，通过自动或手动对被测量装置300进行准直，利用上述的测角部212(水平角检测部、铅垂角检测部)和测距部211，检测出测量装置200和被测量装置300的水平角、铅垂角、倾斜距离。其中，作为被测量装置300的一例的回射棱镜安装于棒状的杆，由于从棱镜到杆的末端的距离已知，由此测量控制部240对由测角部212、测距部211而检测出的水平角、铅垂角、倾斜距离进行修正，计算出杆的末端位置(上端位置或下端位置)作为测量结果。
62.追踪控制部250照射追踪光，通过控制水平旋转驱动部以及铅垂旋转驱动部的驱动来持续接收由被测量装置300反射的追踪光，由此来追踪被测量装置300。
63.另外，测量装置200的其他的实施例为gnss(global navigation satellite system：全球导航卫星系统)测量装置。在这种情况下，作为被测量装置300，使用gnss接收装置进行测量。
64.终端装置100例如包括智能手机、功能手机、平板电脑、手持电脑设备(作为一例，pda(personal digital assistant：个人数字助理)等)、可穿戴终端(眼镜式设备、手表式设备等)等。通过在通用的终端安装应用程序软件能够用作本实施方式的便携显示终端。这些终端装置100具备画面部150，在作业现场便携而容易携带。另外，能够通过免提、单手的保持来观察确认画面部150。另外，具备电池等内部电源，能够无需外部电源地工作一定时间。
65.终端装置100具有终端通信部130、终端存储部120、终端处理部110、输入部140、画面部150和声音输出部160。
66.虽未图示，但终端处理部110执行由存储于终端存储部120的程序包括的代码或命令实现的功能以及/或方法。终端处理部110作为一例包括中央处理装置(cpu)、mpu(microprocessor unit：微处理器)、gpu(graphics processing unit：图形处理器)、微处理器、处理器内核、多处理器、asic(application specific integrated circuit:特定应用积体电路)、fpga(field-programmable gate array:现场可编程门阵列)等，可以通过形成为集成电路等的逻辑电路、专用电路来实现各实施方式所公开的各处理。另外，这些电路既可以通过1个或多个集成电路来实现，也可以通1个集成电路来实现各实施方式所示的多个处理。另外，虽未图示，但也可以具备主存储部，暂时存储从终端存储部120读取的程序，并对终端处理部110提供作业区域。
67.终端通信部130能够与测量装置200的测量通信部230通信，能够接收通过测量装置200对被测量装置300进行测量的测量结果或利用测量控制部240计算出的位置信息(到杆前端的水平角、铅垂角、倾斜距离)等。基于测量结果的位置信息的运算既可以在测量装置200侧进行，也可以在终端装置100侧进行。通信可以由有线、无线中的任一种执行，只要能够执行相互的通信即可，可以使用任何通信协议。
68.输入部140接受来自使用者即作业人员2的输入，通过能够将其输入的信息传递至终端处理部110的所有种类的装置中的任意一个或它们的组合来实现。例如，除了利用按钮等的硬件输入机构之外，还包括显示于触摸面板等显示部上的软件输入机构、远程控制器、麦克风等声音输入机构。
69.画面部150通过能够显示画面的所有种类的装置中的任意一个或它们的组合来实现。例如，包括液晶和oled(organic light emitting diode：有机电致发光二极管)等平面显示器、曲面显示器、设置于能够折叠的折叠式终端的折叠画面、头戴式显示器、或能够通过使用小型投影仪的向物质的投影来进行显示的装置。
70.声音输出部160具有将存储于终端存储部120的声音数据或通过通信接收的声音数据转换为声音并发出的功能，即是所谓的扬声器。
71.终端存储部120具有存储需要的各种程序、各种数据的功能。此外，能够存储由终端通信部130接收的测量信息以及基于该测量信息而计算出的位置信息。例如，在终端存储部120存储有在建筑现场使用的土地的信息(标高等)和包括边坡设计信息的设计信息等。终端存储部120能够由hdd、ssd、闪存等各种存储介质来实现。
72.设计信息是包括建筑施工中需要的设计图的信息。所谓建筑施工，例如建筑物、道路、铁路、隧道、桥梁、沟渠、水路和河流等构造物的施工。设计图中包括俯视图、纵剖视图、横剖视图、以及这些图中包括的线形数据、点数据、各点和线段的位置、坐标等、标高等。
73.在终端存储部120作为应用程序软件的程序存储有实现各种功能的设计信息获取部121、测量信息获取部122、现况推测部123、交点计算部124、定桩形状决定部125和定桩形状传递部126。
74.设计信息获取部121主要具有根据存储于终端存储部120或测量存储部220的设计信息来获取包括设计边坡的设计信息的功能。例如，能够读取存储于终端存储部120的线形数据、点数据、各点和线段的位置、坐标等、标高等。另外，也可以获取由作业人员2利用输入部140输入的信息作为设计信息。或者，能够将存储于测量装置200的测量存储部220的设计信息通过测量通信部230与终端通信部130的通信来发送接收而获取。
75.测量信息获取部122具有通过测量装置200进行测量并通过测量通信部230获取发送至终端装置100的测量信息的功能。例如，能够通过测量通信部230与终端通信部130的通信来发送接收并获取通过测量装置200的测量而得到的测量结果和位置信息。另外，也可以获取由作业人员2利用输入部140输入的信息作为设计信息。
76.现况推测部123具有按照终端装置100接收到的测量信息来计算现况地面的推测标高的功能。这些计算处理也可以在终端装置100的内部进行，不显示于画面部150。例如，能够对设置于实际地面g的被测量装置300即回射棱镜杆的末端的位置进行计算来作为现况地面gl，对表示其标高的位置进行计算来作为现况地面gl。另外，作为计算处理的结果的现况地面gl也可以在画面部150描绘显示。
77.交点计算部124具有使用现况地面gl的推测标高和包括设计边坡sl的设计信息来计算现况地面gl与设计边坡sl的交点c的坐标的功能。这些计算处理也可以在终端装置100的内部进行，而不显示于画面部150。例如，对由设计信息获取部121获取的设计边坡sl或其延长线esl与推测的现况地面gl的交点c的坐标、位置进行甲酸。另外，计算出的结果即交点c也可以在画面部150描绘显示。
78.定桩形状决定部125具有使用测量信息和交点c的坐标，来决定要设置的定桩的形状的功能。这些决定处理也可以在终端装置100的内部进行，而不显示于画面部150。对定桩的形状的决定后述。
79.定桩形状传递部126具有经由终端装置100来对定桩形状决定部125所决定的定桩的形状进行传递的功能。对于定桩的形状，也可以通过图像显示于终端装置100的画面部150。另外，还可以利用终端装置100的声音输出部160通过声音进行输出。再有，关于构成与定桩的形状对应的定桩装置的立桩、横杆、斜杆的设置顺序，也可以使用图像或声音传递要设置定桩的顺序。
80.＜定桩设置引导功能＞
81.以下，对本公开的实施方式的测量系统、定桩设置辅助方法、定桩设置辅助程序的一个方面即定桩设置引导功能的概要进行说明。
82.图3是表示定桩的形状的决定过程的图。在该图中示出了在什么样的条件下决定为什么样的定桩的形状。要设置的斜定桩的形状根据边坡的朝向和测量位置而决定为类型1～4的4个形状中的某一个。此外，类型这种名称是为了便于说明本公开而使用的称呼，并不是作为该斜定桩的正式名称而被公知的名称。
83.在该图中，主要以作为类型1在左上所示的条件为代表例对定桩的形状的决定进行说明。对作为要设置类型1的斜定桩的条件而示出的左上的4个图的状況进行说明。该图示意地表示包括边坡的横剖视图，与图1所示的图一样，在配置成读取该图的文字的朝向的状态下的纸面上下方向表示高度方向，纸面左右方向表示包括边坡的横截面的水平方向。在这些图中，示出了要实施的土木建筑施工的设计边坡sl和与由被测量装置300测量到的测量信息对应的现况地面gl。另外，超出设计边坡sl而延长的线作为延长线esl而示出。而且，示出了设计边坡sl或延长线esl与现况地面gl的交点c。另外，表示现况地面gl的被测量装置300的位置即当前测量位置表示为标记m2。使用这些信息，与设计边坡在水平方向(左右方向)上左肩高且当前测量位置(标记m2)相对于交点c位于水平方向(左右方向)的哪一侧相应地决定定桩的形状。在类型1的情况下，边坡左肩高，测量位置位于设计边坡的内侧
(相对于交点为左侧)，所以决定提出图像im1所示的形状的斜定桩的方案。例如该形状的定桩基本上设置于边坡上的比边坡脚更靠边坡肩侧的位置，斜杆与设计边坡同样地设置为左肩高(右肩低)。
84.在类型2中也一样，边坡右肩高，测量位置位于设计边坡的外侧(相对于交点为左侧)，所以决定提出图像im2所示的形状的斜定桩的方案。
85.例如该形状的定桩基本上设置于挖土的一侧即边坡的外侧，斜杆与设计边坡同样地设置为右肩高(左肩低)。
86.在类型3中也一样，边坡左肩高，测量位置位于设计边坡的外侧(相对于交点为右侧)，所以决定提出图像im3所示的形状的斜定桩的方案。
87.例如该形状的定桩基本上设置于挖土的一侧即边坡的外侧，斜杆与设计边坡同样地设置为左肩高(右肩低)。
88.在类型4中也一样，边坡右肩高，测量位置位于设计边坡的内侧(相对于交点为右侧)，所以决定提出图像im4所示的形状的斜定桩的方案。
89.例如该形状的定桩基本上设置于边坡上的比边坡脚靠边坡肩侧的位置，斜杆与设计边坡同样地设置为右肩高(左肩低)。
90.这样一来，能够按照设计信息所包括的设计边坡sl和表示当前测量位置的测量信息决定应作为定桩装置3而设置的斜定桩的形状。以下对其具体的处理流程进行说明。
91.＜处理的流程＞
92.图4表示说明使用本实施方式的测量系统的定桩设置辅助方法、定桩设置辅助程序的处理的流程的流程图。
93.首先，在步骤s101中，设计信息获取部121获取包括设计边坡的设计信息。例如，读取存储于终端装置100的预定现场的预定横剖视图文件。
94.在步骤s102中，将由测量装置200测量获取的测量信息发送至终端装置100，获取测量信息。例如，使用测量装置200进行测量，获取与被测量装置300的位置相关的信息。
95.在步骤s103中，现况推测部123按照由终端装置100接收到的测量信息计算出现况地面的推测标高。例如，将被测量装置300的位置推测为现况地面gl。
96.在步骤s104中，交点计算部124使用现况地面的推测标高和包括所述设计边坡的设计信息来计算现况地面gl与设计边坡sl或延长线esl的交点的坐标。例如，使用在步骤s101中获取的设计边坡sl或延长线esl和在步骤s103中推测出的现况地面gl，来计算其交点c的位置、坐标。
97.在步骤s105中，定桩形状决定部125使用测量信息和交点c的坐标，如上述说明的，决定要设置的斜定桩的形状。例如，使用在步骤s102中获取的当前测量位置的信息和在步骤s104中计算出的交点c的位置、坐标，根据上述说明的方法，决定要设置的定桩的斜定桩的形状。
98.在步骤s106中，定桩形状传递部126通过所述终端装置对已决定的定桩的形状进行传递。例如，对于在步骤s105中决定的斜定桩的形状，在终端装置100的画面部150显示对应的图像。
99.图5是终端装置100的画面部150所显示的图像的一例。如该图所示，获取的设计信息也可以显示于终端装置100的画面部150。可以按照作业人员2使用输入部140进行的指
示，获取所选择的设计图例如俯视图和横剖视图这2个图像的数据并显示于画面。
100.在该图中，在画面的中央示出基于俯视图数据的俯视图pv，在画面的下方的小窗口示出基于横剖视图数据的横剖视图csv。俯视图pv如所谓的地图显示一样，一同示出表示东西南北的方位显示、表示比例尺的比例尺显示，并且显示已设计的路线、点的数据。另外，在画面内显示用于对各测量作业进行辅助的功能图标。在俯视图pv以及横剖视图csv中，基于被测量装置300的位置信息计算所设计的画面上的位置，并在画面部150的各个图上重叠显示为标记m1、标记m2。
101.在横剖视图csv上描绘现况地面gl。另外，描绘设计边坡sl和基于其斜率的延长线esl。再有，被测量装置300的位置显示为标记m2。
102.而且，在这种情况下要设置的定桩的形状在画面上部显示为图像im3。在这种情况下，是与图3中所示的类型3同样的条件，边坡左肩高，测量位置位于设计边坡的外侧(相对于交点为右侧)，所以显示该图像。
103.这样，根据本公开的实施方式的测量系统、定桩设置辅助方法、定桩设置辅助程序，具备测量装置200和终端装置100，还具备对包括设计边坡sl的设计信息进行获取的设计信息获取部121、将由测量装置200得到的测量信息发送至终端装置100的测量信息获取部122、按照终端装置100接收到的测量信息计算现况地面gl的推测标高的现况推测部123、使用现况地面gl的推测标高和包括设计边坡sl的设计信息计算现况地面gl与设计边坡sl的交点的坐标的交点计算部124、使用测量信息和交点的坐标来决定要设置的定桩的形状的定桩形状决定部125、以及通过终端装置100对定桩形状决定部125所决定的定桩的形状进行传递的定桩形状传递部126，由此，即使在使用由作业人员2得到的测量信息和设计信息，设置斜式定桩装置的位置、与边坡的位置关系多种多样的现场，也能够进行辅助从而能够容易地判断要设置的斜杆的位置和朝向等、要设置哪种斜式定桩装置。
104.另外，定桩形状传递部126将与定桩的形状对应的图像显示于终端装置100，由此作业人员2能够直观地把握要设置的定桩的形状。
105.另外，定桩形状传递部126将定桩的形状通过终端装置的声音输出部输出，由此例如即使不将视线移至画面部150而进行其他的作业的同时，也能够把握要设置的定桩的形状。
106.定桩形状传递部126通过终端装置100对构成与定桩的形状对应的定桩装置3的立桩、横杆、斜杆的设置顺序进行传递，由此即使是不熟悉作业的人员也能够以适当的顺序设置构成定桩装置3的部件。
107.以上，对本公开的实施方式的说明结束，但本公开的方案并不限定于该实施方式。